Les scientifiques ont observé un trou noir en rotation traînant et tordant l’espace-temps autour de lui, confirmant une prédiction centenaire de la relativité générale. Le phénomène a été détecté lors de la destruction d’une étoile par un trou noir supermassif. Cette découverte apporte de nouvelles perspectives sur les rotations des trous noirs et la formation de jets.
Dans une observation révolutionnaire, les astronomes ont assisté pour la première fois à la précession de Lense-Thirring, ou effet de traînée de cadre. Cela se produit lorsqu’un trou noir rotatif déforme le tissu de l’espace-temps, influençant les trajectoires de la matière proche comme les étoiles. L’événement, détaillé dans une étude publiée dans Science Advances, portait sur AT2020afhd, un événement de disruption de marée où une étoile a été déchirée par un trou noir supermassif.
La recherche, menée par l’Observatoire astronomique national de l’Académie chinoise des sciences avec des contributions de l’Université de Cardiff, a suivi les signaux des restes de l’étoile. Alors que les débris formaient un disque d’accrétion rotatif autour du trou noir, des jets puissants ont été éjectés à une vitesse proche de celle de la lumière. Les chercheurs ont noté un oscillassions synchronisé du disque et des jets, se répétant tous les 20 jours, capturé par des données de rayons X de l’Observatoire Neil Gehrels Swift et des observations radio du Karl G. Jansky Very Large Array.
La spectroscopie électromagnétique a ensuite analysé la composition et le comportement du matériau, confirmant le signal de traînée de cadre. Cet effet, théorisé pour la première fois par Albert Einstein en 1913 et formalisé par Josef Lense et Hans Thirring en 1918, démontre comment un objet massif en rotation génère un champ gravitomagnétique, similaire à un objet chargé en rotation créant un champ magnétique.
Le Dr Cosimo Inserra, coauteur de l’Université de Cardiff, a décrit la découverte : « Notre étude fournit la preuve la plus convaincante à ce jour de la précession de Lense-Thirring — un trou noir traînant l’espace-temps avec lui de la même manière qu’une toupie rotative pourrait traîner l’eau autour d’elle dans un tourbillon. » Il a ajouté que, contrairement aux disruptions de marée précédentes avec des signaux stables, la variabilité d’AT2020afhd a renforcé les preuves de cet effet de traînée, offrant une nouvelle façon de sonder les trous noirs.
Ces observations valident non seulement des aspects clés de la relativité générale, mais avancent également la compréhension de la physique d’accrétion et des mécanismes de lancement de jets dans les trous noirs.